水库结冰对混凝土面板堆石坝影响的研究

摘要

混凝土面板堆石坝主要由面板、趾板、垫层、过渡层、主堆石区、次堆石区组成。混凝土防渗面板在土石坝防渗中起到关键作用，在我国北方高寒地区，水库冬季水面结冰，对冰压力对面板的影响进行研究是有十分有必要的。
　　由于随着温度变化，冰的形态多变，为了便于研究结冰固态状态下冰荷载对混凝土面板堆石坝的影响，本文进行了相应简化，采用了有限元分析软件ANSYS进行分析，利用接触单元模拟冰层与面板的接触情况，选择了同时使用冰层位移与静冰荷载来分别计算混凝土面板堆石坝面板的应力，并进行了对比分析，以验证模型的可靠性，通过对比，两种方法吻合度较高。
　　另外对不同冰厚、不同结冰位置对于混凝土面板堆石坝的影响进行了敏感性分析，通过整理和分析不同情况下面板的最大主应力以及面板与冰层的接触状态，得出了相应的规律。结果显示，面板最大主应力均随着冰层厚度和冰层位移的增大而增大;水位越低，影响越大。
　　提出了以冰层位移计算面板最大主应力的方法，计算方法具有一定的可操作性，最终计算结果表明水库结冰对面板影响不大，与观测资料吻合，证明了本方法的可行性。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及意义

1．2 研究现状

1．3 本文研究内容及研究方法

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 ANSYS与非线性有限元基本理论

2．1 ANSYS软件与有限元基本理论介绍

2．2 非线性有限元方法概述

2．3 非线性问题分类

2．3．1 材料非线性问题

2．3．2 几何非线性问题

2．3．3 接触非线性问题

2．4 接触单元介绍

2．5 本章小结

3．1 引言

3．2 研究方法

3．3 应用荷载设计规范计算

3．4 应用冰层位移进行计算

3．5 本章小结

4．1 引言

4．2 基本资料

4．3 计算过程与结果

4．3．1 建立模型

4．3．2 施加荷载及求解

4．3．3 后处理阶段

4．4 本章小结

5．1 结论

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢